[实用新型]天线单元、雷达天线、收发天线、传感器及设备

说明书

本实用新型涉及一种天线单元、雷达天线、收发天线、传感器及设备，所述天线单元包括传输线，传输线包括第一线段组和第二线段组，第一线段组包括一条以上的长度为半波长的线段，第二线段组包括一条以上的长度为半波长的线段，第一、第二线段组的线段交替设置，第一线段组的线段与相邻的第二线段组的线段基本垂直，第一线段组的每一线段沿相邻的第二线段组的线段移动至最近的第一线段组的线段时两线段首尾相接且基本在同一直线上，第二线段组的每一线段沿相邻的第一线段组的线段移动至最近的第二线段组的线段时两线段基本重合。本实用新型相比一般的串联馈电天线具有更高的辐射效率和增益。且该天线单元为传输线的形式，结构简单设计容易。

技术领域

本实用新型涉及天线，特别是涉及一种天线单元、雷达天线、收发天线、传感器及设备。

背景技术

在雷达系统中，收发天线是其重要的组成部分。传统的天线阵列通过控制并联馈电的等长度来实现天线单元之间的相同相位。随着频率升高到毫米波阶段，电磁波的波长达到毫米级别，受加工工艺和材料限制，传输线的损耗不容忽略，因此并联馈电的天线阵列面临着传输损耗大、增益低等问题。因此串联馈电的天线阵列成为雷达天线的首选。

目前国内外的雷达厂商和科研院所推出的雷达系统，多采用串联馈电的微带贴片阵列的天线形式，这种形式的天线类型是通过调整各天线单元之间的距离实现激励相位的相同。但是随着频率的改变，各个天线单元相移不同，波束指向不一样，辐射方向图发生畸变。这种天线是一种窄带的天线形式，而高分辨率的雷达系统往往要求天线具有比较大的带宽。目前常见的拓展带宽的方式主要是通过使用寄生单元，这不仅会使得天线的设计复杂，同时会增加天线在PCB板上所占的面积。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种具有高的辐射效率和增益的天线单元、雷达天线、收发天线、传感器及设备。

一种天线单元，包括传输线，所述传输线包括第一线段组和第二线段组，所述第一线段组包括一条以上的长度为第一波长的线段，所述第二线段组包括一条以上的长度为第一波长的线段，所述传输线中第一线段组的线段和第二线段组的线段交替设置，第一线段组的线段与相邻的第二线段组的线段连接且在连接处夹角为90±20度，第一线段组的线段之间呈第一位置关系，第二线段组线段之间呈第二位置关系，所述第一位置关系是第一线段组的每一线段沿相邻的第二线段组的线段移动至最近的第一线段组的线段时两线段首尾相接，所述第二位置关系是第二线段组的每一线段沿相邻的第一线段组的线段移动至最近的第二线段组的线段时两线段的夹角不大于20度。

上述天线单元，第一线段组的线段等效为辐射片，第二线段组的线段等效为馈线。电磁场在传输线上传输的时候，存在每经过第一波长(即180°电长度)，电流方向会反向的现象。第一线段组的各线段上的电流同向，这些电流在远场的辐射相互叠加，起到辐射作用；相邻的第二线段组的线段上的电流相互反向，在远场的辐射相互抵消，起到传输作用。因此上述天线单元相比一般的串联馈电天线具有更高的辐射效率和增益。且该天线单元为传输线的形式，结构简单设计容易。

在其中一个实施例中，所述传输线设于印刷电路板上。

在其中一个实施例中，所述天线单元还包括参考地层，所述传输线设于所述印刷电路板的第一面，所述参考地层设于所述印刷电路板的第二面，所述第一面和第二面为所述印刷电路板的相背的两面。

在其中一个实施例中，还包括馈电端口，所述馈电端口位于所述传输线中间的一条第一线段组的线段和第二线段组的线段的连接处。

在其中一个实施例中，所述印刷电路板设有金属化过孔，所述馈电端口通过所述金属化过孔电连接至所述参考地层。

在其中一个实施例中，采用在天线两端进行馈电的差分馈电方式；和/或所述天线单元还包括至少一微带贴片，各所述微带贴片设于所述第二线段组的两相邻线段之间。

在其中一个实施例中，所述第一波长是中心工作频率对应的波长的一半或天线发射信号的频率对应的波长的一半。